最近要对一个用libevent写的C/C++项目进行修改，要改成多线程的，故做了一些学习和研究。
libevent是一个用C语言写的开源的一个库。它对socket编程里的epoll/select等功能进行了封装，并且使用了一些设计模式（比如反应堆模式），用事件机制来简化了socket编程。libevent的好处网上有很多，但是初学者往往都看不懂。我打个比方吧， 1） 假设有N个客户端同时往服务端通过socket写数据，用了libevent之后，你的server程序里就不用再使用epoll或是select来判断都哪些socket的缓冲区里已经收到了客户端写来的数据。当某个socket的缓冲区里有可读数据时，libevent会自动触发一个“读事件”，通过这个“读事件”来调用相应的代码来读取socket缓冲区里的数据即可。换句话说，libevent自己调用select()或是epoll的函数来判断哪个缓冲区可读了，只要可读了，就自动调用相应的处理程序。 2） 对于“写事件”，libevent会监控某个socket的缓冲区是否可写（一般情况下，只要缓冲区没满就可写），只要可写，就会触发“写事件”，通过“写事件”来调用相应的函数，将数据写到socket里。
以上两个例子分别从“读”和“写”两方面简介了一下，可能不十分准确（但十分准确的描述往往会让人看不懂）。
以下两个链接关于libevent的剖析比较详细，想学习libevent最好看一下。
1） sparkliang的专栏 2) 鱼思故渊的专栏
=========关于libevent使用多线程的讨论=========================
网上很多资料说libevent不支持多线程，也有很多人说libevent可以支持多线程。究竟值不支持呢？我的答案是： 得看你的多线程是怎么写的，如何跟libevent结合的。
1）可以肯定的是，libevent的 信号事件 是不支持多线程的（因为源码里用了个全局变量）。可以看这篇文章（http://blog.csdn.net/sparkliang/article/details/5306809）。（注：libevent里有“超时事件”，“IO事件”，“信号事件”。）
2）对于不同的线程，使用不同的base，是可以的。
3）如果不同的线程使用相同的base呢？——如果在不同的线程里的事件都注册到同一个base上，会有问题吗？
（http://www.cnblogs.com/zzyoucan/p/3970578.html）这篇博客里提到说，不行！即使加锁也不行。我最近稍微看了部分源码，我的答案是：不加锁会有并发问题，但如果对每个event_add()，event_del()等这些操作event的动作都用同一个临界变量来加锁，应该是没问题的。——貌似也有点问题，如果某个事件没有用event_set()设置为EV_PERSIST，当事件发生时，会被自动删除。有可能线程a在删除事件的时候，线程b却在添加事件，这样还是会出现并发问题。 最后的结论是——不行！ 。
========本次实验代码逻辑的说明==========================
我采取的方案是对于不同的线程，使用不同的base。——即每个线程对应一个base，将线程里的事件注册到线程的base上，而不是所有线程里的事件都用同一个base。
一 实验需求描述：
1）写一个client和server程序。多个client可以同时连接一个server；
2）client接收用户在标准输入的字符，发往server端；
3）server端收到后，再把收到的数据处理一下，返回给client；
4）client收到server返回的数据后，将其打印在终端上。
二 设计方案：
1. client：
1） client采用两个线程，主线程接收用户在终端上的输入，并通过socket将用户的输入发往server。
2） 派生一个子线程，接收server返回来的数据，如果收到数据，就打印出来。
2. server：
在主线程里监听client有没有连接连过来，如果有，立马accept出一个socket，并创建一个子线程，在子线程里接收client传过来的数据，并对数据进行一些修改，然后将修改后的数据写回到client端。
三 代码实现
1. client代码如下：
1
#include <iostream>
2
#include <sys/
select
.h>
3
#include <sys/socket.h>
4
#include <unistd.h>
5
#include <pthread.h>
6
#include <stdio.h>
7
#include <stdlib.h>
8
#include <sys/types.h>
9
#include <netinet/
in
.h>
10
#include <arpa/inet.h>
11
#include <
string
>
12
#include <
string
.h>
13
#include <
event
.h>
14
using
namespace
std;
15
16
#define
BUF_SIZE 1024
17
18
/*
*
19
* 连接到server端，如果成功，返回fd，如果失败返回-1
20
*/
21
int
connectServer(
char
* ip,
int
port){
22
int
fd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM,
0
);
23
cout<<
"
fd=
"
<<fd<<
endl;
24
if
(-
1
==
fd){
25
cout<<
"
Error, connectServer() quit
"
<<
endl;
26
return
-
1
;
27
}
28
struct
sockaddr_in remote_addr;
//
服务器端网络地址结构体
29
memset(&remote_addr,
0
,
sizeof
(remote_addr));
//
数据初始化--清零
30
remote_addr.sin_family=AF_INET;
//
设置为IP通信
31
remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip);
//
服务器IP地址
32
remote_addr.sin_port=htons(port);
//
服务器端口号
33
int
con_result = connect(fd, (
struct
sockaddr*) &remote_addr,
sizeof
(
struct
sockaddr));
34
if
(con_result <
0
){
35
cout<<
"
Connect Error!
"
<<
endl;
36
close(fd);
37
return
-
1
;
38
}
39
cout<<
"
con_result=
"
<<con_result<<
endl;
40
return
fd;
41
}
42
43
void
on_read(
int
sock,
short
event
,
void
*
arg)
44
{
45
char
* buffer =
new
char
[BUF_SIZE];
46
memset(buffer,
0
,
sizeof
(
char
)*
BUF_SIZE);
47
//
--本来应该用while一直循环，但由于用了libevent，只在可以读的时候才触发on_read(),故不必用while了
48
int
size =
read(sock, buffer, BUF_SIZE);
49
if
(
0
== size){
//
说明socket关闭
50
cout<<
"
read size is 0 for socket:
"
<<sock<<
endl;
51
struct
event
* read_ev = (
struct
event
*
)arg;
52
if
(NULL !=
read_ev){
53
event_del(read_ev);
54
free(read_ev);
55
}
56
close(sock);
57
return
;
58
}
59
cout<<
"
Received from server---
"
<<buffer<<
endl;
60
delete[]buffer;
61
}
62
63
void
* init_read_event(
void
*
arg){
64
long
long_sock = (
long
)arg;
65
int
sock = (
int
)long_sock;
66
//
-----初始化libevent，设置回调函数on_read()------------
67
struct
event_base*
base
=
event_base_new();
68
struct
event
* read_ev = (
struct
event
*)malloc(
sizeof
(
struct
event
));
//
发生读事件后，从socket中取出数据
69
event_set(read_ev, sock, EV_READ|
EV_PERSIST, on_read, read_ev);
70
event_base_set(
base
, read_ev);
71
event_add(read_ev, NULL);
72
event_base_dispatch(
base
);
73
//
--------------
74
event_base_free(
base
);
75
}
76
/*
*
77
* 创建一个新线程，在新线程里初始化libevent读事件的相关设置，并开启event_base_dispatch
78
*/
79
void
init_read_event_thread(
int
sock){
80
pthread_t thread;
81
pthread_create(&thread,NULL,init_read_event,(
void
*
)sock);
82
pthread_detach(thread);
83
}
84
int
main() {
85
cout <<
"
main started
"
<< endl;
//
prints Hello World!!!
86
cout <<
"
Please input server IP:
"
<<
endl;
87
char
ip[
16
];
88
cin >>
ip;
89
cout <<
"
Please input port:
"
<<
endl;
90
int
port;
91
cin >>
port;
92
cout <<
"
ServerIP is
"
<<ip<<
"
,port=
"
<<port<<
endl;
93
int
socket_fd =
connectServer(ip, port);
94
cout <<
"
socket_fd=
"
<<socket_fd<<
endl;
95
init_read_event_thread(socket_fd);
96
//
--------------------------
97
char
buffer[BUF_SIZE];
98
bool
isBreak =
false
;
99
while
(!
isBreak){
100
cout <<
"
Input your data to server(\'q\' or \"quit\" to exit)
"
<<
endl;
101
cin >>
buffer;
102
if
(strcmp(
"
q
"
, buffer)==
0
|| strcmp(
"
quit
"
, buffer)==
0
){
103
isBreak=
true
;
104
close(socket_fd);
105
break
;
106
}
107
cout <<
"
Your input is
"
<<buffer<<
endl;
108
int
write_num =
write(socket_fd, buffer, strlen(buffer));
109
cout << write_num <<
"
characters written
"
<<
endl;
110
sleep(
2
);
111
}
112
cout<<
"
main finished
"
<<
endl;
113
return
0
;
114
}
1）在main()里先调用init_read_event_thread()来生成一个子线程，子线程里调用init_read_event()来将socket的读事件注册到libevent的base上，并调用libevent的event_base_dispatch()不断地进行轮询。一旦socket可读，libevent就调用“读事件”上绑定的on_read()函数来读取数据。
2）在main()的主线程里，通过一个while循环来接收用户从终端的输入，并通过socket将用户的输入写到server端。
-------------------------------------------------------------
2. server端代码如下：
1
#include <iostream>
2
#include <sys/
select
.h>
3
#include <sys/socket.h>
4
#include <stdio.h>
5
#include <unistd.h>
6
#include <pthread.h>
7
#include <stdio.h>
8
#include <sys/types.h>
9
#include <netinet/
in
.h>
10
#include <arpa/inet.h>
11
#include <
string
>
12
#include <
string
.h>
13
#include <
event
.h>
14
#include <stdlib.h>
15
using
namespace
std;
16
17
#define
SERVER_IP "127.0.0.1"
18
#define
SERVER_PORT 9090
19
#define
BUF_SIZE 1024
20
21
struct
sock_ev_write{
//
用户写事件完成后的销毁，在on_write()中执行
22
struct
event
*
write_ev;
23
char
*
buffer;
24
};
25
struct
sock_ev {
//
用于读事件终止（socket断开）后的销毁
26
struct
event_base*
base
;
//
因为socket断掉后，读事件的loop要终止，所以要有base指针
27
struct
event
*
read_ev;
28
};
29
30
/*
*
31
* 销毁写事件用到的结构体
32
*/
33
void
destroy_sock_ev_write(
struct
sock_ev_write*
sock_ev_write_struct){
34
if
(NULL !=
sock_ev_write_struct){
35
//
event_del(sock_ev_write_struct->write_ev);
//
因为写事件没用EV_PERSIST，故不用event_del
36
if
(NULL != sock_ev_write_struct->
write_ev){
37
free(sock_ev_write_struct->
write_ev);
38
}
39
if
(NULL != sock_ev_write_struct->
buffer){
40
delete[]sock_ev_write_struct->
buffer;
41
}
42
free(sock_ev_write_struct);
43
}
44
}
45
46
47
/*
*
48
* 读事件结束后，用于销毁相应的资源
49
*/
50
void
destroy_sock_ev(
struct
sock_ev*
sock_ev_struct){
51
if
(NULL ==
sock_ev_struct){
52
return
;
53
}
54
event_del(sock_ev_struct->
read_ev);
55
event_base_loopexit(sock_ev_struct->
base
, NULL);
//
停止loop循环
56
if
(NULL != sock_ev_struct->
read_ev){
57
free(sock_ev_struct->
read_ev);
58
}
59
event_base_free(sock_ev_struct->
base
);
60
//
destroy_sock_ev_write(sock_ev_struct->sock_ev_write_struct);
61
free(sock_ev_struct);
62
}
63
int
getSocket(){
64
int
fd =socket( AF_INET, SOCK_STREAM,
0
);
65
if
(-
1
==
fd){
66
cout<<
"
Error, fd is -1
"
<<
endl;
67
}
68
return
fd;
69
}
70
71
void
on_write(
int
sock,
short
event
,
void
*
arg)
72
{
73
cout<<
"
on_write() called, sock=
"
<<sock<<
endl;
74
if
(NULL ==
arg){
75
cout<<
"
Error! void* arg is NULL in on_write()
"
<<
endl;
76
return
;
77
}
78
struct
sock_ev_write* sock_ev_write_struct = (
struct
sock_ev_write*
)arg;
79
80
char
buffer[BUF_SIZE];
81
sprintf(buffer,
"
fd=%d, received[%s]
"
, sock, sock_ev_write_struct->
buffer);
82
//
int write_num0 = write(sock, sock_ev_write_struct->buffer, strlen(sock_ev_write_struct->buffer));
83
//
int write_num = write(sock, sock_ev_write_struct->buffer, strlen(sock_ev_write_struct->buffer));
84
int
write_num =
write(sock, buffer, strlen(buffer));
85
destroy_sock_ev_write(sock_ev_write_struct);
86
cout<<
"
on_write() finished, sock=
"
<<sock<<
endl;
87
}
88
89
void
on_read(
int
sock,
short
event
,
void
*
arg)
90
{
91
cout<<
"
on_read() called, sock=
"
<<sock<<
endl;
92
if
(NULL ==
arg){
93
return
;
94
}
95
struct
sock_ev* event_struct = (
struct
sock_ev*) arg;
//
获取传进来的参数
96
char
* buffer =
new
char
[BUF_SIZE];
97
memset(buffer,
0
,
sizeof
(
char
)*
BUF_SIZE);
98
//
--本来应该用while一直循环，但由于用了libevent，只在可以读的时候才触发on_read(),故不必用while了
99
int
size =
read(sock, buffer, BUF_SIZE);
100
if
(
0
== size){
//
说明socket关闭
101
cout<<
"
read size is 0 for socket:
"
<<sock<<
endl;
102
destroy_sock_ev(event_struct);
103
close(sock);
104
return
;
105
}
106
struct
sock_ev_write* sock_ev_write_struct = (
struct
sock_ev_write*)malloc(
sizeof
(
struct
sock_ev_write));
107
sock_ev_write_struct->buffer =
buffer;
108
struct
event
* write_ev = (
struct
event
*)malloc(
sizeof
(
struct
event
));
//
发生写事件（也就是只要socket缓冲区可写）时，就将反馈数据通过socket写回客户端
109
sock_ev_write_struct->write_ev =
write_ev;
110
event_set(write_ev, sock, EV_WRITE, on_write, sock_ev_write_struct);
111
event_base_set(event_struct->
base
, write_ev);
112
event_add(write_ev, NULL);
113
cout<<
"
on_read() finished, sock=
"
<<sock<<
endl;
114
}
115
116
117
/*
*
118
* main执行accept()得到新socket_fd的时候，执行这个方法
119
* 创建一个新线程，在新线程里反馈给client收到的信息
120
*/
121
void
* process_in_new_thread_when_accepted(
void
*
arg){
122
long
long_fd = (
long
)arg;
123
int
fd = (
int
)long_fd;
124
if
(fd<
0
){
125
cout<<
"
process_in_new_thread_when_accepted() quit!
"
<<
endl;
126
return
0
;
127
}
128
//
-------初始化base,写事件和读事件--------
129
struct
event_base*
base
=
event_base_new();
130
struct
event
* read_ev = (
struct
event
*)malloc(
sizeof
(
struct
event
));
//
发生读事件后，从socket中取出数据
131
132
//
-------将base，read_ev,write_ev封装到一个event_struct对象里，便于销毁---------
133
struct
sock_ev* event_struct = (
struct
sock_ev*)malloc(
sizeof
(
struct
sock_ev));
134
event_struct->
base
=
base
;
135
event_struct->read_ev =
read_ev;
136
//
-----对读事件进行相应的设置------------
137
event_set(read_ev, fd, EV_READ|
EV_PERSIST, on_read, event_struct);
138
event_base_set(
base
, read_ev);
139
event_add(read_ev, NULL);
140
//
--------开始libevent的loop循环-----------
141
event_base_dispatch(
base
);
142
cout<<
"
event_base_dispatch() stopped for sock(
"
<<fd<<
"
)
"
<<
"
in process_in_new_thread_when_accepted()
"
<<
endl;
143
return
0
;
144
}
145
146
/*
*
147
* 每当accept出一个新的socket_fd时，调用这个方法。
148
* 创建一个新线程，在新线程里与client做交互
149
*/
150
void
accept_new_thread(
int
sock){
151
pthread_t thread;
152
pthread_create(&thread,NULL,process_in_new_thread_when_accepted,(
void
*
)sock);
153
pthread_detach(thread);
154
}
155
156
/*
*
157
* 每当有新连接连到server时，就通过libevent调用此函数。
158
* 每个连接对应一个新线程
159
*/
160
void
on_accept(
int
sock,
short
event
,
void
*
arg)
161
{
162
struct
sockaddr_in remote_addr;
163
int
sin_size=
sizeof
(
struct
sockaddr_in);
164
int
new_fd = accept(sock, (
struct
sockaddr*) &remote_addr, (socklen_t*)&
sin_size);
165
if
(new_fd <
0
){
166
cout<<
"
Accept error in on_accept()
"
<<
endl;
167
return
;
168
}
169
cout<<
"
new_fd accepted is
"
<<new_fd<<
endl;
170
accept_new_thread(new_fd);
171
cout<<
"
on_accept() finished for fd=
"
<<new_fd<<
endl;
172
}
173
174
int
main(){
175
int
fd =
getSocket();
176
if
(fd<
0
){
177
cout<<
"
Error in main(), fd<0
"
<<
endl;
178
}
179
cout<<
"
main() fd=
"
<<fd<<
endl;
180
//
----为服务器主线程绑定ip和port------------------------------
181
struct
sockaddr_in local_addr;
//
服务器端网络地址结构体
182
memset(&local_addr,
0
,
sizeof
(local_addr));
//
数据初始化--清零
183
local_addr.sin_family=AF_INET;
//
设置为IP通信
184
local_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERVER_IP);
//
服务器IP地址
185
local_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
//
服务器端口号
186
int
bind_result = bind(fd, (
struct
sockaddr*) &local_addr,
sizeof
(
struct
sockaddr));
187
if
(bind_result <
0
){
188
cout<<
"
Bind Error in main()
"
<<
endl;
189
return
-
1
;
190
}
191
cout<<
"
bind_result=
"
<<bind_result<<
endl;
192
listen(fd,
10
);
193
//
-----设置libevent事件，每当socket出现可读事件，就调用on_accept()------------
194
struct
event_base*
base
=
event_base_new();
195
struct
event
listen_ev;
196
event_set(&listen_ev, fd, EV_READ|
EV_PERSIST, on_accept, NULL);
197
event_base_set(
base
, &
listen_ev);
198
event_add(&
listen_ev, NULL);
199
event_base_dispatch(
base
);
200
//
------以下语句理论上是不会走到的---------------------------
201
cout<<
"
event_base_dispatch() in main() finished
"
<<
endl;
202
//
----销毁资源-------------
203
event_del(&
listen_ev);
204
event_base_free(
base
);
205
cout<<
"
main() finished
"
<<
endl;
206
}
1）在main()里（运行在主线程中），先设置服务端的socket，然后为主线程生成一个libevent的base，并将一个“读事件”注册到base上。“读事件”绑定了一个on_accept()，每当client有新连接连过来时，就会触发这个“读事件”，进而调用on_accept()方法。
2）在on_accept()里（运行在主线程中），每当有新连接连过来时，就会accept出一个新的new_fd，并调用accept_new_thread()来创建一个新的子线程。子线程里会调用process_in_new_thread_when_accepted()方法。
3)process_in_new_thread_when_accepted()方法里（运行在子线程中），创建一个子线程的base，并创建一个“读事件”，注册到“子线程的base”上。并调用event_base_dispatch(base)进入libevent的loop中。当发现new_fd的socket缓冲区中有数据可读时，就触发了这个“读事件”，继而调用on_read()方法。
4)on_read()方法里（运行在子线程中），从socket缓冲区里读取数据。读完数据之后，将一个“写事件”注册到“子线程的base”上。一旦socket可写，就调用on_write()函数。
5)on_write()方法（运行在子线程中），对数据进行修改，然后通过socket写回到client端。
注：其实可以不用注册“写事件”——在on_read()方法中直接修改数据，然后写回到client端也是可以的——但这有个问题。就是如果socket的写缓冲区是满的，那么这时候 write(sock, buffer, strlen(buffer))会阻塞的。这会导致整个on_read()方法阻塞掉，而无法读到接下来client传过来的数据了。而用了libevent的”写事件“之后，虽然 write(sock, buffer, strlen(buffer))仍然会阻塞，但是只要socket缓冲区不可以写就不会触发这个“写事件”，所以程序就不会阻塞，也就不会影响on_read()函数里的流程了。
